UplinkFast là một tính năng trong các thiết bị mạng Cisco, được sử dụng để cải thiện thời gian phục hồi của một switch trong trường hợp một cổng uplink (liên kết lên) bị ngắt kết nối. Đây là một phần của gói tính năng Spanning Tree Protocol (STP) Enhancement của Cisco, được thiết kế để giảm thời gian chuyển đổi trạng thái từ một cổng nào đó trở lại trạng thái chuyển mạch tiêu chuẩn sau khi xảy ra sự cố.
Giới thiệu về tính năng UplinkFast
Khi một cổng uplink trên một switch bị ngắt kết nối, thông thường các Switch sẽ phải mất một khoảng thời gian để bộ đếm thời gian MAC hết hạn (300 giây) và STP sẽ cập nhật cấu trúc liên kết mới. Tính năng UplinkFast giúp giảm thời gian chờ này xuống bằng cách cho Switch chuyển lưu lượng từ cổng bị ngắt kết nối sang cổng khác mà không cần đợi STP.
Quá trình hoạt động của UplinkFast bao gồm việc chọn ra một cổng back-up sẵn sàng như là cổng thay thế, bắt đầu học MAC trên cổng đó ngay khi nó được chọn, và chuyển hướng lưu lượng từ cổng bị ngắt kết nối sang cổng back-up ngay lập tức khi sự cố xảy ra.
Các dòng Switch Cisco hỗ trợ tính năng Uplinkfast:
- Cisco Catalyst 4500/4000, 5500/5000 và 6500/6000 chạy CatOS.
- Catalyst 4500/4000 và 6500/6000 chạy Cisco IOS®.
- 2900 XL/3500 XL, 2950, 3550, 3560 và 3750
Lưu ý:
- Tính năng UplinkFast được sử dụng khi Switch có ít nhất một cổng gốc và dự phòng (cổng ở trạng thái bị chặn). Do đó, ta chỉ nên bật UplinkFast cho các Switch có cổng bị chặn. Không nên sử dụng trên Switch khi chưa có kiến thức về liên kết gốc, liên kết dự phòng đến các Switch Distribution và Core Switch trong cấu trúc mạng 3 lớp của Cisco.
- Khi bật UplinkFast, nó sẽ bật trên toàn bộ Switch mà không thể kích hoạt cho từng VLAN riêng lẻ.
Tại sao cần tính năng UplinkFast?
Hãy đi vào sơ đồ mạng minh họa dưới đây:
Trong mạng trên ta thấy rằng có 1 Access Switch liên kết với 2 bộ chuyển mạch lõi (D1 và D2). Do đó, ta có 1 đường dự phòng Uplink từ Access Switch lên lớp trên. Tuy nhiên, cấu trúc dự phòng sẽ tạo ra vòng lặp. Giao thức STP sẽ được sử dụng để loại bỏ vòng lặp này bằng cách chọn ra đường dẫn tốt nhất từ Access Switch lên lớp trên và ngăn chặn đường liên kết thừa. Trong trường hợp này nó chặn đường liên kết trên D2.
Nếu đường liên kết từ Access Switch lên D1 bị lỗi, STP sẽ tính toạn lại và bỏ chặn liên kết trên D2. Thông thường ta sẽ mất 30 giây cho quá trình này. Dù sử dụng điều chỉnh bộ hẹn giờ thì ta cũng chỉ có thể giảm xuống còn 14 giây. Nhưng với tính năng UplinkFast, ta sẽ chỉ mất 1 giây để hoàn tất quá trình này. Do đó, giảm thời gian phục hồi Switch khi có liên kết Uplink bị hỏng và giảm độ trễ truyền lưu lượng.
Hiểu rõ cách UplinkFast hoạt động?
UplinkFast hoạt động bằng cách chọn cổng Back-UP trong số cổng truy cập bị chặn để liên kết với Root Switch. Cổng back-up này sẽ thay thế cho cổng uplink bị ngắt kết nối nếu sự cố xảy ra. Để hiểu rõ hơn, ta sẽ phải hiểu định nghĩa về nhóm đường lên (Uplink).
Hãy quan sát sơ đồ dưới đây:
Trên 1 Access Switch tầng dưới sẽ có rất nhiều đường dẫn để đi lên Root Switch, giao thức STP sẽ chọn ra đường dẫn tốt nhất và chọn nó làm cầu gốc để truyền lưu lượng từ Switch đến Root. Các đường dẫn còn lại sẽ bị chặn và được gọi là cổng kết nối. Nếu cầu gốc bị lỗi, STP sẽ chọn đường dẫn có chi phí STP thấp nhất tiếp theo để làm đường dẫn chính. Quá trình này sẽ mất một thời gian. Tính năng Uplink Fast sẽ chọn sẵn 1 cổng trong các cổng kết nối làm cổng Back-up và khi cổng chính bị lỗ, lưu lượng sẽ được chuyển trên cổng này ngay lập tức mà không cần phải đợi.
Cách định cấu hình UplinkFast
Để bật UplinkFast trên Switch A ta sử dụng lệnh cấu hình “Set spantree uplinkfast enable” như sau:
A>(enable) set spantree uplinkfast enable
VLANs 1-1005 bridge priority set to 49152.
The port cost and portvlancost of all ports set to above 3000.
Station update rate set to 15 packets/100ms.
uplinkfast all-protocols field set to off.
uplinkfast enabled for bridge.
Lưu ý: Vì UplinkFast được dùng để tính đường backup đến Root nên ta sẽ không thể dùng tính năng này trên Root Switch. Để đảm bảo, UplinkFast sẽ đặt mức độ ưu tiên (priority) lên 49.152 và chi phí cổng (cost) lên 3000 để đảm bảo rằng Switch sẽ không thể trở thành Root Switch.
Để tắt UplinkFast trên Switch A ta sử dụng lênh cấu hình “set spantree uplinkfast disable”
A>(enable) set spantree uplinkfast disable
uplinkfast disabled for bridge.
Use clear spantree uplinkfast to return stp parameters to default
Để vừa tắt UplinkFast vừa đặt lại các tham số về mặc định ta sử dụng lệnh “clear spantree uplinkfast“:
A>(enable) clear spantree uplinkfast
This command will cause all portcosts, portvlancosts, and the
bridge priority on all vlans to be set to default.
Do you want to continue (y/n) [n]? y
VLANs 1-1005 bridge priority set to 32768.
The port cost of all bridge ports set to default value.
The portvlancost of all bridge ports set to default value.
uplinkfast all-protocols field set to off.
uplinkfast disabled for bridge.
Mong rằng qua bài viết này, bạn đã biết thêm về tính năng UplinkFast để sử dụng giao thức STP hiệu quả trong mạng của mình!
Thông Tin Về Tác Giả
Nguyễn Thành Hợp là một chuyên gia về lĩnh vực thiết bị mạng, viễn thông gần 10 năm kinh nghiệm với nhiều chứng chỉ chất lượng như CCNA 200-301, CCNP, CCDA, CCDP,... do Cisco cung cấp. Sở thích cá nhân là khám phá những kiến thức mới mẻ về công nghệ nói chung và đặc biệt là liên quan đến lĩnh vực mạng!
